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Title:
SUPPORT APPARATUS FOR AN OPTICAL DEVICE, OPTICAL DEVICE AND LITHOGRAPHY SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/078632
Kind Code:
A1
Abstract:
A support apparatus (100) is disclosed for an optical device (600) comprising: a first and second support element (102, 104), a first and second flexure bearing (110, 112), wherein the first and second flexure bearings (110, 112) respectively connect the first and second support elements (102, 104) to each other in a thermally conductive manner and hold the first support element (102) moveably with respect to the second support element (104) in at least one first direction (x), wherein, during a movement of the first support element (102) with respect to the second support element (104) in the first direction (x), spring forces (F110), F112) generated by the first and second flexure bearings (110, 112) partially or completely negate each other.

Inventors:
BAITINGER HENNER (DE)
HAUF MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/072021
Publication Date:
June 04, 2015
Filing Date:
October 14, 2014
Export Citation:
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Assignee:
ZEISS CARL SMT GMBH (DE)
International Classes:
G03F7/20
Domestic Patent References:
WO2010089526A22010-08-12
Foreign References:
DE102008049556A12010-04-01
US20110181852A12011-07-28
Other References:
J. VAN EIJK ET AL: "Plate spring mechanism with constant negative stiffness", MECHANISM AND MACHINE THEORY, vol. 14, no. 1, 1 January 1979 (1979-01-01), pages 1 - 9, XP055102419, ISSN: 0094-114X, DOI: 10.1016/0094-114X(79)90036-3
Attorney, Agent or Firm:
HORN KLEIMANN WAITZHOFER PATENTANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Trageinrichtung (100) für eine optische Vorrichtung (600), aufweisend:

ein erstes und zweites Tragelement (102, 104),

ein erstes und zweites Festkörpergelenk (110, 112), wobei das erste und zweite Festkörpergelenk (110, 112) jeweils das erste und zweite Tragelement (102, 104) thermisch leitend miteinander verbinden und das erste Tragelement (102) gegenüber dem zweiten Tragelement (104) in zumindest einer ersten Rich¬ tung (x) beweglich halten, wobei sich bei einer Bewegung des ersten Tragele- ments (102) gegenüber dem zweiten Tragelement (104) in der ersten Richtung (x) von dem ersten und zweiten Festkörpergelenk (110, 112) erzeugte Federkräfte (Fno, F112) teilweise oder vollständig gegeneinander aufheben.

2. Trageinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das erste Festkörpergelenk (110) eine positive Fe der Steifigkeit (cpos) und das zweite Festkörpergelenk (112) eine negative Federsteifigkeit (cneg) aufweist.

3. Trageinrichtung gemäß Anspruch 2, wobei sich Federelemente (200) des ersten und zweiten Festkörpergelenks (110, 112) in einer zweiten Richtung (y) quer zur ersten Richtung (x) erstrecken.

4. Trageinrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Federelemente (200) des ersten und/oder zweiten Festkörpergelenks (110, 112) in der zweiten Richtung (y) vorge¬ spannt sind.

5. Trageinrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei sich die Federelemente (200) des ersten Festkörpergelenks (110) in einem unausgelenkten Zustand des ersten Tragelements (102) gerade in der zweiten Richtung (y) erstrecken und/oder die Federelemente (200) des zweiten Festkörpergelenks (112) eine in oder entgegen der ersten Richtung (x) weisende Ausknickung (120) aufweisen.

6. Trageinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in einem unausge- lenkten Zustand des ersten Tragelements (102) Federelemente (200) des ersten

Festkörpergelenks (110) auf Zug und Federelemente (200) des zweiten Festkör¬ pergelenks (112) auf Druck belastet sind.

7. Trageinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend zu- mindest zwei erste Festkörpergelenke (110) und zumindest ein zweites Festkör¬ pergelenk (112), wobei das zumindest eine zweite Festkörpergelenk (112) zwi¬ schen den zumindest zwei ersten Festkörpergelenken (110) angeordnet ist.

8. Trageinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das erste und zweite Festkörperge- lenk (110, 112) zumindest über einen Teil (500) der Bewegung des ersten Tra¬ gelements (102) gegenüber dem zweiten Tragelement (104) in der ersten Rich¬ tung (x) eine konstante Kraft (Fno, Fm) erzeugen.

9. Trageinrichtung gemäß Anspruch 8, wobei zumindest ein Abschnitt (400) des ersten Tragelements (102) zwischen einem ersten und einem zweiten Abschnitt

(402, 404) des zweiten Tragelements (104) angeordnet ist und sich zu einer Seite (406) mittels des ersten Festkörpergelenks (110) an dem ersten Abschnitt (402) und sich zur anderen Seite (408) mittels des zweiten Festkörpergelenks (112) an dem zweiten Abschnitt (404) abstützt.

10. Trageinrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei sich Federelemente (200) des ersten und/oder zweiten Festkörpergelenks (110, 112) in der ersten Richtung (x) erstrecken.

11. Trageinrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei zumindest zwei Federelemente (200) des ersten und/oder zweiten Festkörpergelenks (110, 112) zueinander symmetrisch angeordnet sind. 12. Trageinrichtung gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die Federelemente (200) des ersten und zweiten Festkörpergelenks (110, 112) eine in und/oder entgegen einer zweiten Richtung (y) quer zur ersten Richtung (x) weisende Ausknickung (412, 412') aufweisen. 13. Trageinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Bewegung (x) des ersten Tragelements (112) gegenüber dem zweiten Tragelement (114) eine Linearbewegung ist.

14. Trageinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei Federelemente (200) des ersten und/oder zweiten Festkörpergelenks (110, 112) jeweils ein Ver¬ hältnis von Dicke (D) zu Länge (L) und Breite (B) oder von Dicke (D) und Breite (B) zu Länge (L) von zumindest 1^10 aufweisen.

15. Trageinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei Federelemente (200) des ersten und/oder zweiten Festkörpergelenks (110, 112) stab-, draht- oder folienförmig ausgebildet sind.

16. Trageinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei Federelemente (200) des ersten und/oder zweiten Festkörpergelenks (110, 112) voneinander be- abstandet angeordnet sind.

17. Trageinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei Federelemente (200) des ersten und/oder zweiten Festkörpergelenks (110, 112) parallel zueinan¬ der angeordnet sind.

18. Trageinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei das erste und/oder zweite Festkörpergelenk (110, 112) ein Metall aufweist.

19. Optische Vorrichtung (600) aufweisend:

ein optisches Element (106) und

zumindest eine Trageinrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das erste Tragelement (102) mit dem optischen Element (106) gekoppelt und das zweite Tragelement (104) gestellfest vorgesehen ist.

20. Lithographieanlage (700) mit zumindest einer Trageinrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 oder zumindest einer optischen Vorrichtung (600) nach Anspruch 19.

Description:
TRAGEINRICHTUNG FÜR EINE OPTISCHE VORRICHTUNG, OPTISCHE VORRICHTUNG UND LITHOGRAPHIEANLAGE

Die Erfindung betrifft eine Trageinrichtung für eine optische Vorrichtung, eine optische Vorrichtung und eine Lithographieanlage.

Lithographieanlagen werden beispielsweise bei der Herstellung von integrierten Schaltungen bzw. ICs verwendet, um ein Maskenmuster in einer Maske auf ein Substrat, wie z.B. einem Siliziumwafer, abzubilden. Dabei wird ein von einem optischen System erzeugtes Lichtbündel durch die Maske auf das Substrat ge ¬ richtet.

Getrieben durch das Streben nach immer kleineren Strukturen insbesondere bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden derzeit EUV- Lithographieanlagen entwickelt, welche Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 5 nm bis 30 nm, insbesondere 13,5 nm verwenden.„EUV" steht für„Extreme Ultra Violet". Bei solchen Lithographieanlagen müssen wegen der hohen Absorp ¬ tion der meisten Materialien von Licht dieser Wellenlänge reflektierende Opti ¬ ken, das heißt Spiegel, anstelle von - wie bisher - brechenden Optiken, das heißt Linsen, eingesetzt werden.

Es ist bekannt, die Spiegel in Form von sogenannten Spiegelfeldern (auch als Spiegel- Arrays bezeichnet) vorzusehen, die einige hunderttausend Spiegel um ¬ fassen können. Die Spiegel sind dabei jeweils um eine oder zwei zueinander senkrecht orientierte Achsen verkippbar, um das Licht auf geeignetem Wege hin zu dem zu belichtenden Substrat zu lenken. Das auf einen jeweiligen Spiegel auf ¬ treffende Licht bedingt einen Wärmeeintrag in diesen. Dieser Wärmeeintrag kann zu einer Beeinträchtigung oder Beschädigung des entsprechenden Spiegels führen. Es ist daher aus der US 2011/0181852 AI bekannt geworden, einen entsprechen ¬ den Spiegel mittels thermisch leitender Elemente mit einer Wärmesenke zu ver ¬ binden. Die thermisch leitenden Elemente tragen hier nicht oder nur geringfügig zur Lagerung des Spiegels bei. Die thermisch leitenden Elemente sind als Blatt- federn ausgebildet. Trotz ihres nur geringen Querschnitts muss ein Aktuator zum Verkippen des entsprechenden Spiegels gegen die Steifigkeit dieser Blattfe ¬ dern arbeiten. Entsprechend viel elektrische Energie muss dem Aktuator zuge ¬ führt werden. Die dabei entstehende Verlustleistung des Aktuators wird in Form von Wärme abgegeben, welche durch eine entsprechende Kühlung kompensiert werden muss.

Eine Aufgabe besteht der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Tra ¬ geinrichtung für eine optische Vorrichtung bereitzustellen, welche insbesondere die Verstellung eines optischen Elements mit einem geringeren Kraftaufwand und entsprechend geringerer Verlustleistung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Trageinrichtung für eine optische Vorrichtung gelöst, welche ein erstes und zweites Tragelement sowie ein erstes und zweites Festkörpergelenk aufweist. Das erste und zweite Festkörpergelenk verbinden das erste und zweite Tragelement jeweils thermisch leitend miteinander. Ferner halten das erste und zweite Festkörpergelenk das erste Tragelement gegenüber dem zweiten Tragelement in zumindest einer ersten Richtung beweglich. Bei ei ¬ ner Bewegung des ersten Tragelements gegenüber dem zweiten Tragelement in der ersten Richtung heben sich von dem ersten und zweiten Festkörpergelenk erzeugte Federkräfte teilweise oder vollständig gegeneinander auf.

Dadurch, dass sich die Federkräfte teilweise oder vollständig gegeneinander auf ¬ heben, wird der Kraftbedarf zur Aktuierung des optischen Elements reduziert. Demnach reduziert sich auch der Energieverbrauch des Aktuators wie auch die von diesem abgegebene Verlustwärme. Somit können wiederum kleinere Wärme ¬ senken verwendet werden. Außerdem können kleinere Aktuatoren eingesetzt werden. Dies erlaubt die Herstellung von noch kompakteren optischen Vorrich ¬ tungen wie auch von Lithographieanlagen, insbesondere EUV- Lithographieanlagen, mit solchen optischen Vorrichtungen.

Unter einem„Festkörpergelenk" ist vorliegend eine Federeinrichtung zu verste ¬ hen, welche eine Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Tragele ¬ ment durch Biegung oder— allgemeiner— durch elastische Verformung erlaubt. Die elastische Verformung des Festkörpergelenks geht also mit der Relativbewe ¬ gung einher.

Es können mehrere erste und/oder mehrere zweite Festkörpergelenke vorgesehen sein. In einer Ausführungsform sind zwei erste Festkörpergelenke und ein zwei- tes Festkörpergelenk vorgesehen.

Das erste und zweite Tragelement sind bevorzugt jeweils als Starrkörper ausge ¬ bildet. Gemäß einer Ausführungsform weist das erste Festkörpergelenk eine positive Federsteifigkeit und das zweite Festkörpergelenk eine negative Federsteifigkeit auf. Die Federsteifigkeit c ist definiert als

_ F

Ax

, wobei F die Federkraft und Δχ die Auslenkung der Feder in der ersten Richtung ist.„Positive" Federsteifigkeit meint, dass das erste Festkörpergelenk dazu ten ¬ diert, das erste Tragelement zurück in seine Ausgangslage zu drücken, während die„negative" Federsteifigkeit meint, dass das zweite Festkörpergelenk dazu tendiert, das erste Tragelement aus seiner Ausgangslage herauszubewegen. Die Ausgangslage entspricht der Position des ersten Tragelements, in welcher ein Aktuator zum Aktuieren desselben keine Kraft erzeugt. Mit anderen Worten ent ¬ spricht die Ausgangslage der Ruhelage des ersten Trageelements. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstrecken sich in einem unausgelenk- ten Zustand des ersten Tragelements Federelemente des ersten und/oder zweiten Festkörpergelenks in einer zweiten Richtung quer zur ersten Richtung. Damit ist gemeint, dass zumindest ein Anfang und ein Ende eines jeweiligen Federele ¬ ments auf einer sich in der zweiten Richtung erstreckenden Geraden liegen. Zwi- sehen dem Anfang und Ende können sich Abschnitte des Federelements bei ¬ spielsweise in oder entgegen der ersten Richtung krümmen. Mit„quer" ist vorlie ¬ gend gemeint, dass ein Winkel zwischen der ersten und zweiten Richtung zwi ¬ schen 90 ± 45°, bevorzugt zwischen 90 ± 30°, weiter bevorzugt zwischen 90 ± 10° und noch weiter bevorzugt zwischen 90 ± 3° beträgt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Federelemente des ersten und/oder zweiten Festkörpergelenks in der zweiten Richtung vorgespannt.

Dadurch kann die positive und/oder negative Federsteifigkeit auf geeignete Wei ¬ se beeinflusst oder erzielt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstrecken sich die Federelemente des ersten Festkörpergelenks gerade in der zweiten Richtung. Zusätzlich oder alter ¬ nativ weisen die Federelemente des zweiten Festkörpergelenks eine in oder ent ¬ gegen der ersten Richtung weisende Ausknickung auf. Auch durch diese Maß- nähme lässt sich die positive und negative Federsteifigkeit geeignet einstellen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind in einem unausgelenkten Zustand des ersten Tragelements gegenüber dem zweiten Tragelement die Federelemente des ersten Festkörpergelenks auf Zug und die Federelemente des zweiten Fest- körpergelenks auf Druck belastet. Auch durch diese Maßnahme lassen sich die positive und negative Federsteifigkeit geeignet einstellen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind zumindest zwei erste Festkörperge- lenke und zumindest ein zweites Festkörpergelenk vorgesehen, wobei das zu ¬ mindest eine zweite Festkörpergelenk zwischen den zumindest zwei ersten Fest ¬ körpergelenken angeordnet ist. Insbesondere sind die Festkörpergelenke in der ersten Richtung hintereinander angeordnet, sodass sich in der ersten Richtung folgende Reihenfolge ergibt: erstes Festkörpergelenk, zweites Festkörpergelenk, erstes Festkörpergelenk.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erzeugen das erste und zweite Festkör ¬ pergelenk zumindest über einen Teil der Bewegung des ersten Tragelements ge ¬ genüber dem zweiten Tragelement in der ersten Richtung eine konstante Kraft. Bei dieser Ausführungsform sind das erste und zweite Festkörpergelenk jeweils als Gleichkraftfedern ausgebildet. Die von dem ersten und zweiten Festkörperge ¬ lenk erzeugten Federkräfte heben sich bevorzugt über einen Teil der Bewegung des ersten Tragelements gegenüber dem zweiten Tragelement vollständig auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein Abschnitt des ersten Tragelements zwischen einem ersten und einem zweiten Abschnitt des zweiten Tragelements angeordnet. Der zumindest eine Abschnitt des ersten Tragele ¬ ments stützt sich zu einer Seite mittels des ersten Festkörpergelenks an dem ers ¬ ten Abschnitt und zur anderen Seite mittels des zweiten Festkörpergelenks an dem zweiten Abschnitt ab. Der erste und zweite Abschnitt des zweiten Tragele ¬ ments müssen nicht notwendigerweise miteinander verbunden sein.

Es können ein oder mehrere dritte Festkörpergelenke vorgesehen sein, welche die Bewegung des ersten Tragelements in der ersten Richtung führen. Diese bzw. deren Federelemente können sich in einer zweiten Richtung quer zur ersten Richtung erstrecken.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstrecken sich die Federelemente des ersten und/oder zweiten Festkörpergelenks in der ersten Richtung. Damit ist gemeint, dass zumindest ein Anfang und ein Ende eines jeweiligen Federele ¬ ments auf einer sich in der ersten Richtung erstreckenden Geraden liegen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind zumindest zwei Federelemente des ersten und/oder zweiten Festkörpergelenks zueinander symmetrisch angeordnet. Die Symmetrieachsen des ersten und zweiten Festkörpergelenks können koaxial angeordnet sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Federelemente des ersten und/oder zweiten Festkörpergelenks eine in oder entgegen einer zweiten Rich ¬ tung quer zur ersten Richtung weisende Ausknickung auf. Zwei Federelemente des ersten und/oder zweiten Festkörpergelenks können dabei mit einer zueinan ¬ der symmetrischen Ausknickung vorgesehen sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Bewegung des ersten Tragele ¬ ments gegenüber dem zweiten Tragelement eine Linearbewegung. Allerdings sind auch Ausführungsformen denkbar, bei welchen die Bewegung des ersten Tragelements gegenüber dem zweiten Tragelement eine Drehbewegung oder eine Dreh- und Linearbewegung ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Federelemente des ersten und/oder Festkörpergelenks jeweils ein Verhältnis von Dicke zu Länge und Brei ¬ te oder von Dicke und Breite zu Länge von zumindest 1^10 auf. Beispielsweise beträgt das Verhältnis zumindest 1:50 oder zumindest 1:100. Auf Grund der ge- ringen Dicke besitzen solche Federelemente nur ein geringes Flächenträgheits ¬ moment, weshalb eine Kraft zur Aktuierung des ersten Tragelements gering vor ¬ gesehen werden kann. Bei flächigen Federelementen ist die Dicke im Verhältnis zur Länge und zur Breite sehr klein. Bei stabförmigen Elementen ist sowohl die Dicke als auch die Breite im Verhältnis zur Länge sehr klein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Federelemente stab-, draht- oder folienförmig ausgebildet. Solche Federelemente weisen ein geringes Flä ¬ chenträgheitsmoment auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Federelemente voneinander beabstandet angeordnet. Das heißt, zwischen den Federelementen befindet sich ein Spalt, insbesondere ein Luftspalt. Auch durch diese Maßnahme kann im Ver ¬ hältnis zu einem einstückigen Federelement derselbe Wärmeleitquerschnitt be- reitgestellt werden, wobei jedoch bei einer Verwendung einer Vielzahl voneinan ¬ der beabstandeter Federelemente das Flächenträgheitsmoment Ivieizahi gegenüber dem Flächenträgheitsmoment iEinstückig eines solchen einstückigen Federelements reduziert ist. In Formeln ausgedrückt besteht die Wirkung darin, dass die Stei ¬ figkeit CEinstückig eines einstückigen Federelements deutlich größer ist als die Stei- figkeit cvieizahi eines aus einer Vielzahl n Einzelfederelemente aufgebauten Fe ¬ derelements mit gleicher Gesamthöhe h:

Einstückig ^-Vielzahl

was gemäß

c~I

über den Vergleich der Flächenträgheitsmomente gezeigt werden kann Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das erste, zweite und/oder dritte Festkörpergelenk dazu eingerichtet, die in das mittels der Trageinrichtung gela ¬ gerte optische Element eingetragene Wärme einer Wärmesenke zuzuführen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das erste und/oder zweite Fest ¬ körpergelenk Metall, insbesondere Kupfer, Silber und/oder Gold, auf. Dadurch wird eine hohe Leitfähigkeit der Festkörpergelenke erzielt.

Weiterhin wird eine optische Vorrichtung bereitgestellt. Diese umfasst ein opti- sches Element und zumindest eine Trageinrichtung, wie vorstehend beschrieben. Das erste Tragelement ist mit dem optischen Element gekoppelt, und das zweite Tragelement ist gestellfest vorgesehen.

Das zweite Tragelement bildet also eine Basis. Gleichzeitig bildet das zweite Tragelement eine Wärmesenke, in welche die Wärme von dem optischen Element über das erste und zweite Festkörpergelenk geführt wird.

Weiterhin wird eine Lithographieanlage, insbesondere eine EUV- Lithographieanlage, aufweisend zumindest eine Trageinrichtung, wie vorstehend beschrieben, oder zumindest eine optische Vorrichtung, wie vorstehend beschrie ¬ ben, bereitgestellt.

„Ein" schließt vorliegend keine Vielzahl aus. Entsprechend kann beispielsweise die Trageinrichtung mehrere erste und zweite Tragelemente oder mehrere erste und zweite Festkörpergelenke aufweisen.

Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figu ¬ ren der Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 zeigt in einer Schnittansicht eine Trageinrichtung gemäß einem Ausfüh ¬ rungsbeispiel;

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Folienstapels zur Verwendung bei einer Trageinrichtung nach Fig. l;

Fig. 3 zeigt ein Kraft- Weg-Diagramm für die Trageinrichtung aus Fig. l;

Fig. 4 zeigt in einer Schnittansicht eine Trageinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 zeigt ein Kraft- Weg-Diagramm für die Trageinrichtung aus Fig. 4;

Fig. 6 zeigt in einer Schnittansicht eine optische Vorrichtung in einer Lithogra- phieanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel; und

Fig. 7 zeigt eine Lithographieanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Falls nichts anderes angegeben ist, bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den Fi- guren gleiche oder funktionsgleiche Elemente. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.

Fig. 1 zeigt eine Trageinrichtung 100 sowie Teile einer in Fig. 6 gezeigten opti- sehen Vorrichtung 600. Die optische Vorrichtung 600 kann bei einer in Fig. 7 ge ¬ zeigten EUV- Lithographieanlage 700 eingesetzt werden.

Die Trageinrichtung 100 umfasst ein erstes Tragelement 102 und ein zweites Tragelement 104. Das erste Tragelement 102 ist gegenüber dem zweiten Tra- gelement 104 in einer ersten Richtung x beweglich vorgesehen. Das zweite Tra ¬ gelement 104 ist gestellfest vorgesehen und bildet daher eine ortsfeste Basis.

Das erste Tragelement 102 ist beispielsweise mittels eines gestrichelt angedeute- ten Mechanismus 105 mit einem optischen Element 106 gekoppelt. Bei dem opti ¬ schen Element 106 kann es sich beispielsweise um einen Spiegel zum Reflektie ¬ ren von Licht 108 handeln. Das optische Element 106 kann in einer anderen Aus ¬ führungsform integrierter Bestandteil des ersten Tragelements 102 sein. Die Trageinrichtung 100 umfasst weiterhin zwei erste Festkörpergelenke 110 und ein zweites Festkörpergelenk 112. Das zweite Festkörpergelenk 112 ist ge ¬ mäß dem Ausführungsbeispiel zwischen den ersten Festkörpergelenken 110 an ¬ geordnet, obgleich auch hier andere Möglichkeiten der Anordnung bestehen. Die Festkörpergelenke 110, 112 verbinden jeweils das erste Tragelement 102 wärmeleitend mit dem zweiten Tragelement 104. Aufgrund des auf das optische Element 106 auftreffenden Lichts 108 ergibt sich ein Wärmeeintrag in das opti ¬ sche Element 106. Diese Wärme soll, um Beschädigungen oder thermische De ¬ formationen des optischen Elements 106 zu vermeiden bzw. zu reduzieren, abge- leitet werden. Die Wärme fließt über den Mechanismus 105 zunächst in das erste Tragelement 102 und wird von dort mittels der Festkörpergelenke 110, 112 in das als Wärmesenke fungierende zweite Tragelement 104 geleitet.

Um eine hohe Wärmeleitfähigkeit der Festkörpergelenke 110, 112 zu erzielen, können diese jeweils als ein Folienstapel ausgebildet sein, wie nachfolgend an ¬ hand von Fig. 2 näher erläutert. Fig. 2 zeigt hierzu einen Ausschnitt A aus Fig. 1. In dem Ausschnitt A ist ein Ende des ersten Festkörpergelenks 110 gezeigt, wel ¬ ches an das zweite Tragelement 104 angrenzt. Das erste Festkörpergelenk 110 weist eine Vielzahl von Federelementen 200 auf, welche jeweils folienförmig ausgebildet sind. Das heißt, dass eine Dicke D eines jeweiligen Federelements 200 sehr viel kleiner ist als dessen Länge L und Breite B. Beispielsweise kann das Verhältnis der Dicke D zur Länge L und Breite B 1 ; 10 oder mehr betragen. Solche sehr dünnen Folien können beispielsweise aus Stahl, Silizium, Kupfer, Silber oder Gold gefertigt sein, also Materialien mit ei ¬ ner hohen spezifischen Wärmeleitfähigkeit. Der thermische Widerstand eines einzelnen Federelements 200 ist auf Grund des nur geringen Querschnitts bei großer Länge gleichwohl hoch. Durch die verwendete Vielzahl von Federelemen- ten 200— beispielsweise zumindest 2, zumindest 10 oder zumindest 20— in einem Stapel ergibt sich jedoch für das erste Festkörpergelenk 110 insgesamt ein gerin ¬ ger thermischer Widerstand. Gleichzeitig weist ein solcher Stapel eine geringe Biegesteifigkeit auf, wie vorstehend näher erläutert. Die Federelemente 200 erstrecken sich jeweils in einer zweiten Richtung y senk ¬ recht zur ersten Richtung x. Die Federelemente 200 sind parallel zueinander an ¬ geordnet, d.h. sie sind senkrecht zu ihrer jeweiligen flächigen Erstreckung vonei ¬ nander beabstandet, und bilden daher jeweils einen Spalt 202 miteinander. In dem Spalt 202 herrscht im Betrieb der Trageinrichtung 100 beispielsweise ein Hochvakuum. Durch die Vielzahl der Spalte 202 wird erreicht, dass das Flächen ¬ trägheitsmoment und damit die Biegesteifigkeit des ersten Festkörpergelenks 110 deutlich geringer sind als bei einem einstückig ausgebildeten Festkörperge ¬ lenk. Die Federelemente 200 können über eine Lotstelle 204 an das zweite Tragele ¬ ment 104 anschließen. Hier kommt insbesondere Löten oder Hartlöten in Frage. Alternativ kann die Befestigung der Federelemente 200 an dem zweiten Tra ¬ geelement 104 über eine Vercrimpung vorgesehen sein. Entsprechend kann auch das gegenüberliegende Ende des Festkörpergelenks 110 mittels Lot (oder einer Vercrimpung) an dem ersten Tragelement 102 befestigt sein.

Die vorstehenden Ausführungen bezüglich Fig. 2 gelten entsprechend auch für das zweite Festkörpergelenk 112.

Ein Aktuator 114 ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von einer nicht gezeigten Steuereinrichtung das erste Tragelement 102 in und entgegen der ersten Rich ¬ tung x zu verstellen. Der Aktuator 114 kann als elektromechanischer oder piezo- elektrischer Aktuator ausgebildet sein. Für das Verstellen des ersten Tragele ¬ ments 102 bringt der Aktuator 114 eine Betätigungskraft FB auf das Tragele ¬ ment 102 in der (positiven) ersten Richtung x auf. Dieser wirkt bei einer Betäti ¬ gung des Tragelements 102 aus der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung (auch als Ruhelage bezeichnet) eine Reaktionskraft FR entgegen. Diese ergibt sich aus der Summe der Reaktionskräfte der Festkörpergelenke 110, 112. Dies wird nach ¬ folgend beispielhaft anhand von Fig. 3 illustriert, welche ein Kraft- Weg- Diagramm zeigt.

Auf der Abszisse der Fig. 3 ist die erste Richtung x aufgetragen, auf der Ordinate die Kraft F. Wie in Fig. 1 zu sehen, ist die positive Richtung der Kraft F dem po ¬ sitiven Stellweg x entgegengesetzt orientiert.

Die Federelemente 200 der ersten Festkörpergelenke 110 erstrecken sich in ih ¬ rem unausgelenkten Zustand gerade in einer zweiten Richtung y senkrecht zur ersten Richtung x. Die zwei ersten Festkörpergelenke 110 führen die Verstellbe ¬ wegung des ersten Tragelements 102 und sind mit einer positiven Federsteifig- keit Cpos vorgesehen. Das heißt, dass die Reaktionskraft Fno der ersten Festkör ¬ pergelenke 110 für eine Position xi in der positiven Richtung dazu tendiert, das erste Tragelement 102 in die Ausgangsstellung zurückzudrücken. Die Federele ¬ mente 200 fungieren dabei als Blattfedern.

Das zweite Festkörpergelenk 112 erzeugt bei einer Verstellung des ersten Tra- gelements 102 in die Position xi dagegen eine Reaktionskraft F112, welche in der negativen Richtung der Kraft F wirkt und hierzu eine negative Federsteifigkeit Cneg aufweist. Damit unterstützt das zweite Festkörpergelenk 112 bei einer Aus ¬ lenkung des ersten Tragelements 102 in der positiven Richtung x die Betätigung durch den Aktuator 114. Die von dem zweiten Festkörpergelenk 112 erzeugte Kraft F112 wirkt in derselben Richtung wie die Betätigungskraft FB.

Um die negative Federsteifigkeit c n eg zu erzielen, können die Federelemente 200 des zweiten Festkörpergelenks 112 in ihrem unaus gelenkten Zustand jeweils mit ihren gegenüberliegenden Enden 118 auf einer Geraden in der zweiten Richtung y liegen, jedoch in einem Zwischenbereich eine Ausknickung 120 entgegen der (positiven) ersten Richtung x aufweisen. Die Ausknickung 120 ergibt sich dadurch, dass das zweite Festkörpergelenk 112 bzw. dessen Federelemente 200 auf Druck vorgespannt sind. Entsprechend sind die ersten Festkörpergelenke 110 bzw. deren Federelemente 200 auf Zug vorgespannt. Wie weiter in Fig. 3 zu erkennen, heben sich die Kräfte Fno und F112 der Fest ¬ körpergelenke 110, 112 teilweise auf, so dass eine resultierende Reaktionskraft FR bei einer Auslenkung xi kleiner als die Kraft Fno ist. Mit anderen Worten wird die aus der Vorspannung des zweiten Festkörpergelenks 112 freiwerdende Energie dazu genutzt, die ersten Festkörpergelenke 110 zu verformen. Entspre- chend geringer ist die zur Verformung Letzterer benötigte Betätigungskraft FB.

Die Reaktionskraft FR kann beispielsweise leicht positiv vorgesehen sein, so dass sie dazu tendiert, das erste Tragelement 102 in die Ausgangslage zurückzustel ¬ len, also in die positive Richtung wirkt. Anhand der Fig. 4 wird nachfolgend eine Trageinrichtung 100 gemäß einem wei ¬ teren Ausführungsbeispiel illustriert.

Das erste Tragelement 102 umfasst einen Abschnitt 400, welcher sich zwischen zwei Abschnitte 402, 404 des zweiten Tragelements 104 erstreckt.

Der Abschnitt 400 stützt sich zu seiner einen Seite 406 über das erste Festkör ¬ pergelenk 110 an dem Abschnitt 402 und zu seiner anderen Seite 408 über das zweite Festkörpergelenk 112 an dem zweiten Abschnitt 404 ab.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erstrecken sich die Fe ¬ dern 200 der Festkörpergelenke 110, 112 in der ersten Richtung x, so dass insbe ¬ sondere Endpunkte 118 eines jeweiligen Federelements 200 auf einer Geraden in der ersten Richtung x liegen. Die Festkörpergelenke 110, 112 können miteinan ¬ der koaxiale Symmetrieachsen 410 aufweisen. Die Federelemente 200 können sich jeweils von der Symmetrieachse 410 nach außen krümmen und hierzu eine entsprechende Ausknickung 412 aufweisen. Zwei Federelemente 200 können mit bezüglich der Symmetrieachse 410 symmetrischen Ausknickungen 412, 412' vor ¬ gesehen sein.

Die Festkörpergelenke 110, 112 sind gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 als Gleichkraftfedern ausgebildet, so dass sich von diesen erzeugte Kräfte in Re ¬ aktion auf eine Ausstellung des ersten Tragelements 102 aus dessen Ausgangs ¬ lage mittels des Aktuators 114 gegenseitig aufheben. Dies ist nachfolgend an ¬ hand von Fig. 5 illustriert.

Uber einen Teil 500 der Bewegung bzw. des Verstellwegs x zwischen zwei Positi ¬ onen xi und X2 wirkt die von dem ersten Festkörpergelenk erzeugte Reaktions- kraft Fiio in die positive Richtung, während die von dem zweiten Festkörperge ¬ lenk 112 erzeugte Reaktionskraft F112 in die negative Richtung wirkt. Außerdem sind die Kräfte Fno und F112 gleich groß und heben sich damit auf. Entsprechend wirkt der Betätigungskraft FB des Aktuators 114 beim Verstellen des ersten Tragelements 102 in der ersten Richtung x aus dessen Ausgangslage keine aus der Verformung der Festkörpergelenke 110, 112 resultierende Gegen ¬ kraft entgegen. Dazu ist die Ausgangslage beispielsweise als Position xi gewählt. Entsprechend weist der Aktuator 114 eine geringere Leistungsaufnahme sowie eine geringere Wärme Verlustleistung auf. Auch kann der Aktuator 114 kleiner gestaltet werden.

Zurückkehrend zu Fig.4 ist dort illustriert, dass dritte Festkörpergelenke 414, 416 vorgesehen sein können, welche die Verstellbewegung des ersten Tragele- ments 102 gegenüber dem zweiten Tragelement 104 führen. Beispielsweise ver ¬ bindet das dritte Festkörpergelenk 414 das Tragelement 102 mit dem Abschnitt 402, und das dritte Festkörpergelenk 416 verbindet das erste Tragelement 102 mit dem zweiten Abschnitt 404. Die Festkörpergelenke 414, 416 umfassen je ¬ weils eine Vielzahl von Federelementen 200, welche sich in ihrem unausgelenk- ten Zustand gerade in der zweiten Richtung y erstrecken.

Die Festkörpergelenke 414, 416 sind wie auch die Festkörpergelenke 110, 112 dazu ausgelegt, möglichst viel Wärme von dem ersten Tragelement 102 zu dem zweiten Tragelement 104 zu transportieren. Bezüglich deren Federelemente 200 bzw. des durch diese gebildeten Folienstapels gilt das in Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 Ausgeführte.

Fig.6 zeigt nun eine mögliche Anwendung der in den Figuren 1 bis 5 erläuterten Trageinrichtungen 100. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 werden zwei der Trageinrichtungen 100 bei der optischen Vorrichtung 600 dazu eingesetzt, ein optisches Element 106 zu verschwenken. Die optische Vorrichtung 600 kann beispielsweise ein Spiegel- Array sein, wobei das dargestellte optische Element 106 ein Spiegel dieses Spie ¬ gel- Arrays bildet.

Das optische Element 106 ist mittels des Lagers 601, welches beispielhaft als Drehgelenk, insbesondere Kugelgelenk, ausgebildet ist, gegenüber dem zweiten Tragelement 104 gelagert. Ein Drehpunkt liegt dabei möglichst nah an dem opti ¬ schen Element 106 oder innerhalb desselben.

Die in Fig. 6 gezeigten, mehreren Abschnitte des zweiten Tragelements 104 bil ¬ den eine gemeinsame Basis der optischen Vorrichtung 600.

Die ersten Tragelemente 102 einer jeweiligen Trageinrichtung 100 sind über ei ¬ nen Mechanismus 105 mit dem optischen Element 106 verbunden. Ein jeweiliger Mechanismus 105 umfasst ein Gelenk 602 sowie ein drittes Tragelemente 604. Das Gelenk 602 verbindet das erste Tragelement 102 mit dem dritten Tragele- ment 604, welches wiederum gelenkig auf nicht näher dargestellte Weise mit dem optischen Element 106 verbunden ist. Die Gelenke 602 sind beispielsweise als Drehgelenke ausgebildet. Die Gelenke 602 können als Festkörpergelenke ins ¬ besondere mit einem geringen thermischen Widerstand ausgebildet sein. Die Ge ¬ lenke 602 können hierzu Metall aufweisen.

Mittels Betätigung der Aktuatoren 114 kann eine Verkippbewegung des opti ¬ schen Elements 106 erzielt werden, wobei die Linearbewegungen der ersten Tra ¬ gelemente 102 in der ersten Richtung x in eine Drehbewegung des optischen Elements 106 um die z-Richtung umgesetzt werden. Die dritten Tragelemente 604 können sich schräg in der xz- Ebene erstrecken, sodass zusätzlich eine Dreh ¬ bewegung des optischen Elements 106 um die y-Richtung erzielt wird.

Figur 7 zeigt eine Lithographieanlage 700, insbesondere eine EUV- Lithographieanlage, bei welcher eine oder mehrere der Trageinrichtungen 100 gemäß den Figuren 1 bis 5 oder eine oder mehrere der optischen Vorrichtungen 600 gemäß Fig. 6 angewandt werden kann. Alternativ könnten die Trageinrich ¬ tung 100 und/oder die optische Vorrichtung 600 auch bei anderen Beleuchtungs ¬ oder Projektionsanwendungen Verwendung finden.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 umfasst die Lithographieanlage 700 eine Lichtformungseinheit 702, ein Beleuchtungssystem 704 und ein Projekti ¬ onsobjektiv 706. Das Licht (Arbeitslicht) aus der Lichtformungseinheit 702, wel ¬ ches in Fig. 7 teilweise als Strahlengang dargestellt ist, wird beispielsweise im Beleuchtungssystem 704 auf Spiegel eines Spiegelfelds 708 gelenkt, welche das Licht auf Spiegel eines Spiegelfelds 710 reflektieren. Am Ende des Beleuchtungs ¬ systems 704 wird ein Retikel 712 beleuchtet. Das Licht wird hiernach im Projek ¬ tionsobjektiv 706 auf ein Substrat 714 gelenkt, so dass die in dem Retikel 712 enthaltene Struktur verkleinert auf dem Substrat 714 abgebildet wird.

Die Trageinrichtung 100 und/oder die optische Vorrichtung 600 kann nun bei ¬ spielsweise bei den Spiegelfeldern 708, 710 Anwendung finden, um einzelne Spiegel beweglich, insbesondere verkippbar, zu lagern. Obwohl die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf keineswegs beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar. BEZUGSZEICHENLISTE

100 Trageinrichtung

102 erstes Tragelement

104 zweites Tragelement

105 Mechanismus

106 optisches Element 108 Licht

110 erstes Festkörpergelenk

112 zweites Festkörpergelenk

114 Aktuator

118 Ende

120 Ausknickung

200 Federelement

202 Spalt

204 Lötstelle

400 Abschnitt

402 Abschnitt

404 Abschnitt

406 Seite

408 Seite

410 Symmetrieachse

412 Ausknickung

412' Ausknickung

414 Festkörpergelenk

416 Festkörpergelenk

500 Teil

600 optische Vorrichtung

602 Gelenk

604 drittes Trageelement 700 Lithographieanlage

702 Lichtformungseinheit

704 Beleuchtungssystem

706 Produktionsobjektiv

708 Spiegelfeld

710 Spiegelfeld

712 Retikel

714 Substrat

B Breite

Cpos positive Federsteifigkeit

Cneg negative Federsteifigkeit

D Dicke

F Kraft

F B Betätigungskraft

FR Reaktionskraft

Fno Reaktionskraft

F112 Reaktionskraft

L Länge

X erste Richtung

y zweite Richtung z dritte Richtung